第三节 影响动物实验效果的动物因素
动物实验是现代医学的常用方法，是进行教学、科研和医疗工作必不可少的重要手段和工具。因此已成为科学工作者必须掌握的一项基本功。
要想获得正确可靠的动物实验结果，就必须了解影响动物实验效果的各种因素，排除各种影响实验结果的干扰因素。这里着重讨论与实验动物有关的各种影响因素。
一、种属
不同种属的哺乳动物生命现象，特别是一些最基本的生命过程，有一定的共性。这正是在医学实验中可以应用动物实验的基础，但另一方面，不同种属的动物，在解剖、生理特征和对各种因素的反应上，又各有个性。例如不同种属动物对同一致病因素的易感性不同，甚至对一种动物是致命的病原体，对另一种动物可能完全无害。因此，熟悉并掌握这些种属差异，有利于动物实验的进行，否则可能贻误整个实验。例如在研究醋酸棉酚对雄性动物生死功能的影响时，不同动物的反应很不一样，小鼠对醋酸棉酚很不敏感，不宜选用。而大鼠和地鼠就很敏感。很适宜。又如，以家兔作为研究排卵生理的实验时，则应知道，家兔是“诱发性排卵动物”，即一般情况下只有交配才引起排卵，这一特点可以用来方便地实验各种处理因素的抗排卵作用。但另一方面，这种排卵和人及其它一些哺乳动物的自发性排卵有较大差异，在应用这些实验结果时应予以注意。
在不同种属动物身上作的实验结果有较大差异。由于不同种属动物的药物代谢动力学不同，对药物反应性也不同，所以药效就不同。吸收过程差异：如大鼠吸收碘非常快，而兔和豚鼠则吸收得慢，因而碘在二者的药效也就有差异。排泄过程的差异：如大鼠体内的巴比妥在3天内可排出90%以上，而鸡在7天内仅排出33%，因此巴比妥对鸡的毒性比对大鼠要大得多。氯霉素在大鼠体内主要随胆汁排泄，存在肝肠循环现象，半衰期较短，药物作用时间的长短就有差异。代谢过程差异：如磺胺药和异烟肼在犬体内不能乙酰化，多以原型从尿排出；在兔和豚鼠体内能够乙酰化，多以乙酰化形式随尿排出；而在人体内部分乙酰化，大部分是与葡萄糖醛酸结合，随尿排出。乙酰化后不但失去了药理活性，而且不良反应也增加。可见这两种药物对不同种属动物的药效和毒性都有差别。
不同种属动物对药物的反应也有差异，大鼠、小鼠、豚鼠和兔对催吐药不产生呕吐反应，在猫、犬和人则容易产生呕吐。组织胺使豚鼠支气管痉挛窒息而死亡，对于家兔则是收缩血管和使右心室功能衰竭而死亡。苯可使家兔白细胞减少及造血官发育不全，而对狗却引起白细胞增多及脾脏和淋巴结增生；苯胺及其衍生物对狗、猫、豚鼠能引起与人相似的病理变化，产生变性血红蛋白，但在家兔身上则不易产生变性血红蛋白，在小鼠身上则完全不产生。
不同种属动物的基础代谢率相差很大。常用的实验动物中以小鼠的基础代谢最高，鸽、豚鼠、大鼠次之，猪、牛最低。
二、种系
实验动物由于遗传变异和自然选择作用，即使同一种属动物，也有不同品系，经过采用不同遗传育种方法，可使不同个体之间在基因型上千差万别，表现型上同样参差不齐。因此，同一种属不同种系动物，对同一刺激的反应有很大差异。不同品系的小鼠对同一刺激具有不同反应，而且各个品系均有其独特的品系特征。例如DBA/2小鼠100%的可发生听源性癫痫发作；而C57BL小鼠根本不出现这种反应。BALB/cAnN小鼠对放射线极敏感；而C57BR/CdJN小鼠放射线却具有抗力。C57L/N小鼠对疟原虫易感，而C58/LwN、DBA/1JN小鼠对疟原虫感染有抗力。STR/N小鼠对牙周病易感，而DBA/2N对牙周具有抗力。C57BL小鼠对肾上腺皮质激素(以嗜伊红细胞为指标)的敏感性比DBA小鼠高12倍；DBA小鼠对雌激素(以乳腺变化为指标)比C57BL小鼠敏感。已经证明DBA小鼠的促进性腺素含量比A种小鼠高1.5倍，而C3H小鼠的甲状腺素含量比C57BL小鼠高1.5倍。摘除C57BL小鼠的卵巢对肾上腺无明显影响，但摘除DBA小鼠的卵巢却使肾上腺增大，对CE小鼠甚至引起肾上腺癌。乙烯雌酚可引起BALB/c小鼠的睾丸痛，而C3H小鼠则不能。
三、年龄和体重
年龄是一个重要的生物量，动物的解剖生理特征和反应性随年龄而有明显的变化。一般情况幼年动物比成年动物为敏感。如用断奶鼠或仔鼠作实验其敏感性比成年鼠要高。这可能与抗体发育不健全，解毒排泄的酶系尚未完善有关。然而，有时因于敏感而与成年动物的试验结果不一，所以一般认为不能完全取代成年动物的试验。老年动物的代谢。功能低下，反应不灵敏，不是特别需要一般不选用。因此，一般动物实验设计应选成年动物进行实验。一些慢性实验，观察时间较长，可选择年幼、体重较小的动物作实验。研究性激素对机体影响的实验，一定要用幼年的或新生的动物。制备Alloxan糖尿病模型和进行一些老年医学的研究应选用老年动物。10～28月龄小鼠用了氯丙嗪后出现血糖升高，而老年的小鼠则是血糖降低。吩噻嗪类药物产生锥体外系症状随年龄增加而增加。咖啡碱对老年大鼠的毒性较大，对幼年大鼠毒性较小。
有人将大鼠、小鼠按年龄分成幼年、成年和老年3组，观察年龄对乙醇、汽油、戊烷、苯和二氯乙烷等急性毒性的影响。小鼠以6～8周，14～18周和18～24周，大鼠以1～1.5个月，8～10个月和18～24个月分成相应的3组。按LD50及麻醉浓度来看，敏感性基本上显示幼年>老年>成年。
对毒物反应的年龄差异，可能与解毒酶活性有关。胎儿时因缺乏这些酶，故对毒物很敏感。新生儿约在出生后8周内解毒酶才达到成人水平。大鼠的葡萄糖醛酸转换酶，约在出生后30天才达到成人大鼠的水平。兔出生2周后，肝脏开始有解毒活性，3周后活性更高，4周后已成年人接近。
实验动物年龄与体重一般是呈正比关系的，小鼠和大鼠常根据体重来推算其年龄。但其体重的和饲养管理有密切关系，动物正确年龄应查其出生日期为准。常用几种实验动物的成年时年龄和体重、寿命可参看表11-9。
表11-9 成年动物的年龄、体重和寿命比较
小 鼠
大 鼠
豚 鼠
兔
狗
成年日龄(天)
65～90
85～110
90～120
120～180
250～360
成年体重(g)
20～28
200～280
350～600
2000～3500
8000～15000
平均寿命(年)
1～2
2～3
>2
5～6
13～17
最高寿命(年)
>3
>4
>6
>13
34
动物比较生理和生化学的研究表明，动物的一系列功能指标的参数与体重有显著相关(见表11-10)。
表11-10 哺乳动物机体功能状态与体重的关系
动 物
脉 率(次/s)
细胞色素氧化酶活性(以每kg体重计)
小 鼠
600
141
大 鼠
352
84
豚 鼠
290
61
猫
240
-
兔
251
22
狗
120
-
羊
43
8.6
马
38
4.5
四、性别
许多实验证明，不同性别动物对同一药物的敏感性差异较大，对各种刺激的反应也不尽一致，雌性动物性周期不同阶段和怀孕、授乳时的机体反应性有较大的改变，因此，科研工作中一般优先选雌性动物或雌雄各半做实验。动物性别对动物实验结果不受影响的实验或一定要选用雌性动物的实验例外。
药物反应中性别差异的例子很多，如激肽释放酶能增加雄性大白鼠血清中的蛋白结合碘，减少胆固醇值，然而对雌性大白鼠，它不能使碘增加，反而使之减少。角新碱给与5～6周龄的雄性大白鼠，可以见到镇痛效果，如给雌性大白鼠，则没有镇痛效果。3月龄的Wistar大鼠摄取乙醇量按单位体重计算，雌性比雄性多，排泄量雌的也多。还可举出更多的例子。药物反应性方面的性别差异可见表11-11。
药 物
动物种
感受性强的性别
药 物
动物种
感受性强的性别
肾上腺素
大鼠
雄
铅
大鼠
雄
乙醇
小鼠
雄
野百合碱
大鼠
雄
四氧嘧啶
小鼠
雌
菸硷
小鼠
雄
氨基比林
小鼠
雄
氨基喋呤
小鼠
雄
新胂凡钠明
小鼠
雌
巴比妥酸盐类
大鼠
雌
哇巴因
大鼠
雄
苯
家兔
雌
印防已毒素
大鼠
雌
四氯化碳
大鼠
雄
钾
大鼠
雄
氯仿
小鼠
雄
硒
大鼠
雌
地辛
狗
雄
海葱
大鼠
雌
二硝基苯酚
猫
雌
固醇类激素
大鼠
雌
麦角固醇
小鼠
雄
士的宁
大鼠
雌
麦角
大鼠
雄
碘胺
大鼠
雌
乙基硫氨酸
大鼠
雌
乙苯基
大鼠
雌
叶酸
小鼠
雌
五、生理状态
动物的生理状态如怀孕、授乳时，其对外界环境因素作用的反应性常较不怀孕、不授乳的动物有较大差异。因此，在一般实验研究中不宜采用这种动物。但当为了某种特定的实验目的，如为了阐明药物对妊娠及后裔在胎内、产后的影响时，就必须选用这类动物(为了这种实验目的，大白鼠及小白鼠是最合用的实验动物)。又如动物所处的功能状态不同也常影响对药物的反应，动物在体温升高的情况下对解热药比较敏感，而体温不高时对解热药就不敏感；血压高时对降压药比较敏感，而在血压低时对降压药敏感性就差，反而可能对升药比较敏感。
六、健康情况
一般情况下健康动物对药物的耐受量比有病的动物要大，所以有病动物比较易于中毒死亡。动物发炎组织对肾上腺激素的血管收缩作用极不敏感。有病或营养条件差的家兔不易复制成动脉粥样硬化动物模型。狗食量不足，体重
要想获得正确可靠的动物实验结果，就必须了解影响动物实验效果的各种因素，排除各种影响实验结果的干扰因素。这里着重讨论与实验动物有关的各种影响因素。
一、种属
不同种属的哺乳动物生命现象，特别是一些最基本的生命过程，有一定的共性。这正是在医学实验中可以应用动物实验的基础，但另一方面，不同种属的动物，在解剖、生理特征和对各种因素的反应上，又各有个性。例如不同种属动物对同一致病因素的易感性不同，甚至对一种动物是致命的病原体，对另一种动物可能完全无害。因此，熟悉并掌握这些种属差异，有利于动物实验的进行，否则可能贻误整个实验。例如在研究醋酸棉酚对雄性动物生死功能的影响时，不同动物的反应很不一样，小鼠对醋酸棉酚很不敏感，不宜选用。而大鼠和地鼠就很敏感。很适宜。又如，以家兔作为研究排卵生理的实验时，则应知道，家兔是“诱发性排卵动物”，即一般情况下只有交配才引起排卵，这一特点可以用来方便地实验各种处理因素的抗排卵作用。但另一方面，这种排卵和人及其它一些哺乳动物的自发性排卵有较大差异，在应用这些实验结果时应予以注意。
在不同种属动物身上作的实验结果有较大差异。由于不同种属动物的药物代谢动力学不同，对药物反应性也不同，所以药效就不同。吸收过程差异：如大鼠吸收碘非常快，而兔和豚鼠则吸收得慢，因而碘在二者的药效也就有差异。排泄过程的差异：如大鼠体内的巴比妥在3天内可排出90%以上，而鸡在7天内仅排出33%，因此巴比妥对鸡的毒性比对大鼠要大得多。氯霉素在大鼠体内主要随胆汁排泄，存在肝肠循环现象，半衰期较短，药物作用时间的长短就有差异。代谢过程差异：如磺胺药和异烟肼在犬体内不能乙酰化，多以原型从尿排出；在兔和豚鼠体内能够乙酰化，多以乙酰化形式随尿排出；而在人体内部分乙酰化，大部分是与葡萄糖醛酸结合，随尿排出。乙酰化后不但失去了药理活性，而且不良反应也增加。可见这两种药物对不同种属动物的药效和毒性都有差别。
不同种属动物对药物的反应也有差异，大鼠、小鼠、豚鼠和兔对催吐药不产生呕吐反应，在猫、犬和人则容易产生呕吐。组织胺使豚鼠支气管痉挛窒息而死亡，对于家兔则是收缩血管和使右心室功能衰竭而死亡。苯可使家兔白细胞减少及造血官发育不全，而对狗却引起白细胞增多及脾脏和淋巴结增生；苯胺及其衍生物对狗、猫、豚鼠能引起与人相似的病理变化，产生变性血红蛋白，但在家兔身上则不易产生变性血红蛋白，在小鼠身上则完全不产生。
不同种属动物的基础代谢率相差很大。常用的实验动物中以小鼠的基础代谢最高，鸽、豚鼠、大鼠次之，猪、牛最低。
二、种系
实验动物由于遗传变异和自然选择作用，即使同一种属动物，也有不同品系，经过采用不同遗传育种方法，可使不同个体之间在基因型上千差万别，表现型上同样参差不齐。因此，同一种属不同种系动物，对同一刺激的反应有很大差异。不同品系的小鼠对同一刺激具有不同反应，而且各个品系均有其独特的品系特征。例如DBA/2小鼠100%的可发生听源性癫痫发作；而C57BL小鼠根本不出现这种反应。BALB/cAnN小鼠对放射线极敏感；而C57BR/CdJN小鼠放射线却具有抗力。C57L/N小鼠对疟原虫易感，而C58/LwN、DBA/1JN小鼠对疟原虫感染有抗力。STR/N小鼠对牙周病易感，而DBA/2N对牙周具有抗力。C57BL小鼠对肾上腺皮质激素(以嗜伊红细胞为指标)的敏感性比DBA小鼠高12倍；DBA小鼠对雌激素(以乳腺变化为指标)比C57BL小鼠敏感。已经证明DBA小鼠的促进性腺素含量比A种小鼠高1.5倍，而C3H小鼠的甲状腺素含量比C57BL小鼠高1.5倍。摘除C57BL小鼠的卵巢对肾上腺无明显影响，但摘除DBA小鼠的卵巢却使肾上腺增大，对CE小鼠甚至引起肾上腺癌。乙烯雌酚可引起BALB/c小鼠的睾丸痛，而C3H小鼠则不能。
三、年龄和体重
年龄是一个重要的生物量，动物的解剖生理特征和反应性随年龄而有明显的变化。一般情况幼年动物比成年动物为敏感。如用断奶鼠或仔鼠作实验其敏感性比成年鼠要高。这可能与抗体发育不健全，解毒排泄的酶系尚未完善有关。然而，有时因于敏感而与成年动物的试验结果不一，所以一般认为不能完全取代成年动物的试验。老年动物的代谢。功能低下，反应不灵敏，不是特别需要一般不选用。因此，一般动物实验设计应选成年动物进行实验。一些慢性实验，观察时间较长，可选择年幼、体重较小的动物作实验。研究性激素对机体影响的实验，一定要用幼年的或新生的动物。制备Alloxan糖尿病模型和进行一些老年医学的研究应选用老年动物。10～28月龄小鼠用了氯丙嗪后出现血糖升高，而老年的小鼠则是血糖降低。吩噻嗪类药物产生锥体外系症状随年龄增加而增加。咖啡碱对老年大鼠的毒性较大，对幼年大鼠毒性较小。
有人将大鼠、小鼠按年龄分成幼年、成年和老年3组，观察年龄对乙醇、汽油、戊烷、苯和二氯乙烷等急性毒性的影响。小鼠以6～8周，14～18周和18～24周，大鼠以1～1.5个月，8～10个月和18～24个月分成相应的3组。按LD50及麻醉浓度来看，敏感性基本上显示幼年>老年>成年。
对毒物反应的年龄差异，可能与解毒酶活性有关。胎儿时因缺乏这些酶，故对毒物很敏感。新生儿约在出生后8周内解毒酶才达到成人水平。大鼠的葡萄糖醛酸转换酶，约在出生后30天才达到成人大鼠的水平。兔出生2周后，肝脏开始有解毒活性，3周后活性更高，4周后已成年人接近。
实验动物年龄与体重一般是呈正比关系的，小鼠和大鼠常根据体重来推算其年龄。但其体重的和饲养管理有密切关系，动物正确年龄应查其出生日期为准。常用几种实验动物的成年时年龄和体重、寿命可参看表11-9。
表11-9 成年动物的年龄、体重和寿命比较
小 鼠
大 鼠
豚 鼠
兔
狗
成年日龄(天)
65～90
85～110
90～120
120～180
250～360
成年体重(g)
20～28
200～280
350～600
2000～3500
8000～15000
平均寿命(年)
1～2
2～3
>2
5～6
13～17
最高寿命(年)
>3
>4
>6
>13
34
动物比较生理和生化学的研究表明，动物的一系列功能指标的参数与体重有显著相关(见表11-10)。
表11-10 哺乳动物机体功能状态与体重的关系
动 物
脉 率(次/s)
细胞色素氧化酶活性(以每kg体重计)
小 鼠
600
141
大 鼠
352
84
豚 鼠
290
61
猫
240
-
兔
251
22
狗
120
-
羊
43
8.6
马
38
4.5
四、性别
许多实验证明，不同性别动物对同一药物的敏感性差异较大，对各种刺激的反应也不尽一致，雌性动物性周期不同阶段和怀孕、授乳时的机体反应性有较大的改变，因此，科研工作中一般优先选雌性动物或雌雄各半做实验。动物性别对动物实验结果不受影响的实验或一定要选用雌性动物的实验例外。
药物反应中性别差异的例子很多，如激肽释放酶能增加雄性大白鼠血清中的蛋白结合碘，减少胆固醇值，然而对雌性大白鼠，它不能使碘增加，反而使之减少。角新碱给与5～6周龄的雄性大白鼠，可以见到镇痛效果，如给雌性大白鼠，则没有镇痛效果。3月龄的Wistar大鼠摄取乙醇量按单位体重计算，雌性比雄性多，排泄量雌的也多。还可举出更多的例子。药物反应性方面的性别差异可见表11-11。
药 物
动物种
感受性强的性别
药 物
动物种
感受性强的性别
肾上腺素
大鼠
雄
铅
大鼠
雄
乙醇
小鼠
雄
野百合碱
大鼠
雄
四氧嘧啶
小鼠
雌
菸硷
小鼠
雄
氨基比林
小鼠
雄
氨基喋呤
小鼠
雄
新胂凡钠明
小鼠
雌
巴比妥酸盐类
大鼠
雌
哇巴因
大鼠
雄
苯
家兔
雌
印防已毒素
大鼠
雌
四氯化碳
大鼠
雄
钾
大鼠
雄
氯仿
小鼠
雄
硒
大鼠
雌
地辛
狗
雄
海葱
大鼠
雌
二硝基苯酚
猫
雌
固醇类激素
大鼠
雌
麦角固醇
小鼠
雄
士的宁
大鼠
雌
麦角
大鼠
雄
碘胺
大鼠
雌
乙基硫氨酸
大鼠
雌
乙苯基
大鼠
雌
叶酸
小鼠
雌
五、生理状态
动物的生理状态如怀孕、授乳时，其对外界环境因素作用的反应性常较不怀孕、不授乳的动物有较大差异。因此，在一般实验研究中不宜采用这种动物。但当为了某种特定的实验目的，如为了阐明药物对妊娠及后裔在胎内、产后的影响时，就必须选用这类动物(为了这种实验目的，大白鼠及小白鼠是最合用的实验动物)。又如动物所处的功能状态不同也常影响对药物的反应，动物在体温升高的情况下对解热药比较敏感，而体温不高时对解热药就不敏感；血压高时对降压药比较敏感，而在血压低时对降压药敏感性就差，反而可能对升药比较敏感。
六、健康情况
一般情况下健康动物对药物的耐受量比有病的动物要大，所以有病动物比较易于中毒死亡。动物发炎组织对肾上腺激素的血管收缩作用极不敏感。有病或营养条件差的家兔不易复制成动脉粥样硬化动物模型。狗食量不足，体重